Si, jusqu'à récemment, la modélisation tridimensionnelle était considérée comme relevant du monde de la science-fiction, aujourd'hui, presque tout le monde peut acheter un appareil de bureau spécial pour imprimer des produits en plastique en vrac. Alors, quelles sont les imprimantes 3D, quelles sont leurs capacités, leurs perspectives et leur portée? Quel est le rôle de l'homme dans la création d'une copie exacte d'un modèle informatique?
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Caractéristiques de l'imprimante 3D
Une imprimante en trois dimensions est un périphérique spécial capable d’imprimer des objets volumétriques à partir d’un modèle virtuel. Si le toner est utilisé pour imprimer sur une imprimante conventionnelle, dans le second cas, différents types de plastique, de nylon, de poudre de métal, de poudre de verre, de mortier et d'autres matériaux sont utilisés. La base de cette technologie est la culture couche par couche de modèles solides. Cette méthode est idéale pour créer des objets de complexité variable: des jouets pour enfants ordinaires à toutes sortes d'éléments utilisés, par exemple, dans les prothèses.
Le principe de fonctionnement de cette technique:
- création d'un modèle informatique du futur objet;
- diviser le gabarit résultant en plusieurs couches transversales à l'aide d'un logiciel spécial;
- accumulation progressive dans la direction à partir du liquide de base, en poudre, en un autre matériau avec sa connexion ultérieure (fusion) dans un objet de la forme souhaitée.
Il existe plusieurs technologies pour une telle impression, qui diffèrent par la technique de travail, les propriétés du matériau source utilisé et le logiciel utilisé:
- Impression par extrusion
L’essence de cette méthode est l’impact de l’extrudeuse sur le consommable. Il chauffe la matière première à une certaine température, puis la presse à travers la buse pour former le produit ou ses fragments. Différents types de polymères agissent comme des consommables. - Poudre
Cette technologie comprend:- impression à jet d'encre, basée sur l'application de liants sur de fines couches de poudre, suivie d'une imprégnation avec des polymères ou de la cire;
- frittage sélectif ou direct de fines couches de poudre à l'aide d'un laser;
- faisceau d'électrons, fusion laser - au lieu de fritter, la poudre fond aux points de contact avec le laser.
- Laminage
Cette méthode réduira considérablement le coût des produits résultants, car elle utilise du papier, des feuilles de métal mince et du plastique comme matière première. - Photopolymérisation
Cette technologie est basée sur l'utilisation de résines photopolymères liquides durcissant sous l'influence de la lumière ultraviolette.
L'utilisation de l'impression en trois dimensions dans la vie quotidienne
Intéressé par l'impression sur une imprimante 3D? Oui, beaucoup de choses: jouets pour enfants et de Noël, souvenirs, étuis pour téléphones mobiles et tablettes, mécanismes de toutes sortes pour voitures, décorations variées. Les imprimantes 3D sont devenues indispensables dans la construction, la médecine, l’industrie alimentaire, leurs services sont utilisés dans de nombreux studios de design.
Bien que cet appareil ne soit pas une nécessité, beaucoup rêvent encore de l'avoir à la maison. Aujourd'hui, ces désirs sont facilement traduits dans la réalité, car il existe des imprimantes sur le marché à des prix abordables. En outre, le réseau regorge de «recettes» intéressantes pour la fabrication de produits à l'aide d'un appareil 3D.
L’imprimante vous aidera à imprimer un capuchon pour un stylo ordinaire, des pinces à linge ménagères, des accessoires de mobilier, des décorations en plastique pour arbres de Noël, des jouets pour enfants et des masques intéressants. Tout propriétaire d'un téléphone portable ou d'une tablette n'abandonnera pas l'idée de fabriquer un étui de protection original, car le faire avec une imprimante ne sera pas particulièrement difficile.Si vous êtes un admirateur d'un jeu d'échecs, les chiffres réalisés avec la technologie d'impression 3D vous plairont certainement.
Imprimante 3D et petite entreprise
L'homme moderne cherche toujours quelque chose de nouveau et d'inhabituel. L'avènement de l'impression tridimensionnelle a été le moteur du développement des petites entreprises. Les produits fabriqués sur une imprimante 3D rapporteront beaucoup. Les prix des appareils sont différents: les plus simples coûtent entre 500 et 1 000, les modèles les plus avancés - plus de 10 000 $. Les modèles les plus modernes ont des dimensions compactes qui permettent une installation sur de petites tables. Quelles sont les capacités d'une imprimante 3D, quels produits peuvent être développés avec elle?
Idées populaires pour les entreprises:
- des produits souvenirs et cadeaux à l'image des héros bien-aimés des longs métrages et des films d'animation;
- bibelots d'origine, beaux bijoux, accessoires pour smartphones, tablettes, sacs;
- marchandises de tous les jours: assiettes, cuillères, fourchettes, etc.
- articles ménagers: coffrets d'origine, vases et abat-jours intéressants, autres produits conçus pour décorer une maison ou un bureau;
- aides visuelles à l'enseignement utilisées dans les jardins d'enfants, les écoles, les collèges et les universités;
- produits publicitaires: des petites inscriptions aux enseignes et bannières;
- des maquettes de chaussures et de vêtements qui seront ensuite utilisés par des designers professionnels;
- pièces de rechange;
- industrie du tourisme - figures de personnes sur fond d’édifices intéressants, de sculptures, de maquettes d’attractions diverses.
L’impression en volume est une bonne perspective pour la création d’une entreprise. Bien que la vitesse des imprimantes modernes reste faible, avec l'augmentation de la demande en produits, vous pouvez toujours augmenter la production en acquérant plusieurs unités supplémentaires. La puissance d’une imprimante 3D réside dans la création de produits peu coûteux, parfois uniques, que l’industrie ne se charge pas de fabriquer.
Médecine
Sans aucun doute, les imprimantes 3D constituent une avancée majeure dans ce secteur. Chaque année, cette industrie se développe et élargit la gamme de produits manufacturés. Peut-être y aura-t-il bientôt de grandes usines capables de produire les biens nécessaires en un temps relativement court. Les possibilités de ces dispositifs en trois dimensions sont infinies. Ils ont trouvé une application dans de nombreux domaines de la médecine.
Les imprimantes en dentisterie sont particulièrement populaires, où elles sont utilisées pour fabriquer des couronnes et des implants temporaires de la mâchoire, nécessaires à la vie normale. La production de dispositifs à mâchoires est importante pour faciliter le travail des chirurgiens.
L'impression 3D est très populaire dans les prothèses. Cette technologie est capable de prendre en compte la structure individuelle du corps humain lors de la fabrication des prothèses. Des microcavités spéciales situées aux bons endroits des systèmes prothétiques permettent aux cellules de tissus sains de se déplacer librement, facilitant ainsi et accélérant l’adaptation de la personne à la prothèse.
La technologie d'impression 3D est largement utilisée dans la fabrication d'implants. On sait qu’une opération récente permettant d’introduire un morceau de crâne a été effectuée avec succès. Tout d'abord, une numérisation 3D a été effectuée, puis ils ont commencé à créer le modèle nécessaire.
Les scientifiques modernes utilisant des cellules du foie (cellules hépatiques, stellaires et épithéliales) ont réussi à imprimer un fragment du foie sur une imprimante 3D. Les tissus ainsi fabriqués ne sont utilisés jusqu’à présent que pour tester l’effet de divers médicaments et non pour la transplantation d’organes chez l’homme. Le tissu créé artificiellement à lui seul existe pendant cinq jours.
Construction
Jusqu'à présent, seules quelques entreprises produisent des imprimantes de construction. Le coût du modèle le moins cher dépasse 12 000 euros. Malgré la hauteur moyenne, cet appareil peut faire à la maison, dont le volume est de 144 m3. Bien qu'il n'y ait pas de modèle idéal qui satisferait complètement les ingénieurs et les constructeurs. Néanmoins, des travaux sont en cours dans de nombreux pays pour améliorer la technologie 3D.
Les scientifiques tentent de créer un dispositif unique pouvant utiliser une grande variété de matières premières. Par exemple, l’utilisation de la céramique, du verre, de l’oxyde d’aluminium vous permettra de "cultiver" les éléments les plus nécessaires à la maison. L'utilisation de l'impression 3D facilitera la construction de bâtiments, réduira les coûts de main-d'œuvre et réduira la quantité de déchets. De plus, cette machine intelligente peut remplacer une personne dans des endroits dangereux.
En 2014, la société chinoise Winsun a surpris le monde en fournissant des informations sur la construction de maisons à l'aide d'une énorme imprimante 3D (hauteur du périphérique 6,6 m, largeur 10 m, longueur 40 m). Cette machine unique fonctionne 24 heures sur 24 sans arrêt et sans observateur, vous pouvez construire une maison presque en une journée.
La technologie de la construction consiste en une application couche par couche de mortier préparé à partir de ciment et de déchets de construction recyclés. La maison a un sol, des murs d’une largeur d’environ 30 cm, est parfaitement adaptée au placement de plomberie, de câblage électrique et à d’autres communications. Le coût final du bâtiment n’est pas encore connu avec certitude, mais l’avenir de cette technologie révolutionnaire est maintenant clair. Le seul inconvénient est le coût du transport de la maison finie, du garage ou d'un autre bâtiment, car l'imprimante de construction n'est pas mobile et requiert des conditions d'usine pour un fonctionnement normal.
Architecture
La modélisation tridimensionnelle est utilisée avec succès en architecture, car cette méthode permettra aux architectes de communiquer clairement leurs idées aux clients. Un tel modèle de la future structure est beaucoup plus efficace qu'une image ordinaire ou une image sur un écran d'ordinateur. Le client reçoit des informations complètes sur le futur projet, en tenant compte de toutes les subtilités disponibles.
Bijouterie
Actuellement, il existe des imprimantes fonctionnant avec l'or, l'argent, le platine, l'acier et le nylon de couleur. Ces appareils 3D sont conçus pour produire des bijoux. Le coût de telles imprimantes commence à 300 000 roubles. Les propriétaires de tels équipements créent rapidement un grand nombre de produits variés.
La passion pour la technologie 3D, comme une fièvre, capture le monde. Chaque année, il y a de plus en plus de nouveaux modèles, le champ d'application de cette technique est en expansion. L'impression en trois dimensions est devenue une technique utilisée dans toutes les industries. Probablement très bientôt, la présence d'une imprimante 3D dans la maison ne surprendra personne. Cet appareil, comme un réfrigérateur ou une télévision, deviendra abordable et nécessaire.
